DE102015002385A1 - Twin crank planetary gear for Atkinson engine - Google Patents

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Abstract

Für einen Atkinson-Motor wird das Doppelkurbel-Planetengetriebe vorgeschlagen. Die Doppelkurbel wird aus zwei Kurbeln zusammengebaut, und zwar so, dass „Kopf” der Innenkurbel als Drehachse für die Außenkurbel dient. Die Rotation der Innenkurbel bewirkt mittels eines Planetengetriebes die Rotation der Außenkurbel in die Gegenrichtung mit der zweifachen Winkelgeschwindigkeit. Durch die Zusammenwirkung der beiden Kurbeln bewegt sich der Zapfen der Außenkurbel auf einer geschlossenen Laufbahn, die drei Symmetrieachsen aufweist. Alle drei Symmetrieachsen sind mit Hilfe jeweils eines üblichen Pleuels für die Hubbewegung des Kolbens mit zwei verschiedenen Hubhöhen geeignet, wodurch sich der Aufbau eines Dreizylinder Sternmotors anbietet. Alle vier Takte des Kreisprozesses werden innerhalb einer Umdrehung der Innenkurbel durchgeführt, wie es bei dem konventionellen Atkinson-Motor der Fall ist.For an Atkinson engine, the double crank planetary gear is proposed. The double crank is assembled from two cranks, in such a way that "head" of the inner crank serves as an axis of rotation for the outer crank. The rotation of the inner crank causes by means of a planetary gear, the rotation of the outer crank in the opposite direction at twice the angular velocity. The interaction of the two cranks, the pin of the outer crank moves on a closed track, which has three axes of symmetry. All three axes of symmetry are suitable with the help of a common connecting rod for the stroke movement of the piston with two different lifting heights, which offers the structure of a three-cylinder radial engine. All four strokes of the cyclic process are performed within one revolution of the inner crank, as is the case with the conventional Atkinson engine.

Description

Beim Verbrennen von Kraftstoff in Verbrennungsmotoren entsteht im Molar Maß gemessen mehr Abgas als die eingesaugte Luftmenge. Dazu hat Abgas eine höhere Temperatur. Beide Faktoren zusammen führen zum Energieverlust mit dem Abgas des Motors. Bei manchen Kolbenmotoren wird heißes Abgas außerhalb des Motors in einer Turbine expandiert um ein Teil der Energie von Abgas für den Antrieb eines Laders zu benutzen. Eine erweiterte Expansion des Gases direkt im Motor würde den Energieverlust mit dem Abgas wesentlich reduzieren. Dafür soll der Kolben einen verlängerten Expansionshub (bzw. Arbeitshub) haben. 1882 entwickelte James Atkinson die Kinematik eines Kolbenmotors der zwei verschiedene Hubhöhen innerhalb einer Kurbelwellenumdrehung hat. Für den Ansaugtakt und den nachfolgenden Komprimierungstakt ist beim Atkinson-Motor die kleinere Hubhöhe bestimmt. Der Arbeitstakt (bzw. Expansionstakt) mit dem anschließendem Auspufftakt werden mit einem größeren Kolbenhub durchgeführt. Die zwei verschiedenen Hubhöhen werden mit einer zusätzlichen Kurbelschwinge und einem weiteren Pleuel zwischen Kurbelwelle und Kolben erzielt. Die zusätzlichen schwingenden Teile erzeugen eigene Trägheitskräfte, die die Drehzahl des Motors begrenzen und seine Leistungsdichte senken. Der zum Atkinson-Motor zugehörige thermodynamische Kreisprozess wird Atkinson-Zyklus genannt. Zwar hat der Atkinson-Motor einen höheren Wirkungsgrad, doch wegen seiner Nachteile konnte er sich gegenüber dem Otto-Motor nicht durchsetzen.When burning fuel in internal combustion engines measured in Molar measure measured more exhaust gas than the intake air. This exhaust gas has a higher temperature. Both factors together lead to energy loss with the exhaust of the engine. In some reciprocating engines, hot exhaust gas is expanded outside the engine in a turbine to use a portion of the energy of exhaust gas to drive a supercharger. An extended expansion of the gas directly in the engine would significantly reduce the energy loss with the exhaust gas. For the piston should have a prolonged expansion stroke (or working stroke). In 1882 James Atkinson developed the kinematics of a piston engine that has two different lift heights within a crankshaft revolution. For the intake stroke and the subsequent compression stroke, the Atkinson engine determines the smaller lift height. The power stroke (or expansion stroke) with the subsequent exhaust stroke are carried out with a larger piston stroke. The two different lift heights are achieved with an additional rocker arm and another connecting rod between the crankshaft and piston. The additional oscillating parts generate their own inertial forces which limit the speed of the motor and lower its power density. The thermodynamic cycle associated with the Atkinson engine is called the Atkinson cycle. Although the Atkinson engine has a higher efficiency, but because of its disadvantages, he could not prevail over the gasoline engine.

1947 entwickelte Ralph Miller eine spezielle Ventilsteuerung bei der das Einlassventil im Vergleich zum Otto-Motor früher schließt. Die Ladungsmenge wird dadurch verkleinert, dementsprechend wird das Expansionsverhältnis vom Arbeitsgas gegenüber dem Kompressionsverhältnis größer. Durch diese Ventilsteuerung wird ein ähnliches Ergebnis erzielt wie beim Atkinson-Motor ohne in den Kurbelwellentrieb des Kolbens einzugreifen. Nach seinem Erfinder wird der zum Miller-Motor zugehörige thermodynamische Kreisprozess Miller-Zyklus genannt.In 1947, Ralph Miller developed a special valve control system in which the intake valve closes earlier compared to the gasoline engine. The amount of charge is thereby reduced, accordingly, the expansion ratio of the working gas becomes larger than the compression ratio. By this valve control, a similar result is achieved as in the Atkinson engine without interfering with the crankshaft drive of the piston. According to its inventor, the Miller engine associated thermodynamic cycle is called Miller cycle.

In Zeiten kontinuierlich steigenden Kraftstoffpreisen sowie stets strengeren Umweltschutzanforderungen gewinnen die effizienten Motoren an Bedeutung. Insbesondere bei den Hybrid-Fahrzeugen werden Motoren eingesetzt die nach dem Atkinson-Zyklus, bzw. Miller-Zyklus funktionieren. Bei allen diesen Motoren wird eine flexible Ventilsteuerung verwendet. Zum Beispiel, beim aktuellen Toyota Prius im Unterschied zum Miller-Zyklus wird das Einlassventil erst sehr spät geschlossen und dadurch der Komprimierungstakt nicht am Unteren Totpunkt des Kolbens sondern später beginnt. Durch das noch geöffnete Einlassventil strömt ein Teil der Ladung wieder heraus. Im Ergebnis dauert der Komprimierungstakt kürzer gegenüber dem Expansionstakt (bzw. Arbeitstakt), was dem konventionellen Atkinson-Zyklus entspricht. Nach diesem Merkmal unterscheidet man heute die Motoren: Schließt das Einlassventil früher – spricht man von Miller-Zyklus; beim späten Schließen des Einlassventils kommt der Atkinson-Zyklus zustande. Der Unterschied zwischen den Zyklen liegt im theoretischen Bereich, die Effizienz des Motors ist von weiteren Faktoren abhängig.In times of continuously rising fuel prices and increasingly stringent environmental protection requirements, efficient engines are gaining in importance. Especially in the hybrid vehicles engines are used after the Atkinson cycle, or Miller cycle work. All these engines use a flexible valve control. For example, in the current Toyota Prius, unlike the Miller cycle, the intake valve closes very late and thus the compression stroke does not begin at the bottom dead center of the piston but later. Through the still open inlet valve, part of the charge flows out again. As a result, the compression stroke lasts shorter than the expansion stroke (or stroke), which corresponds to the conventional Atkinson cycle. Today, engines are distinguished by this feature: if the intake valve closes earlier, it is called the Miller cycle; When the intake valve closes late, the Atkinson cycle is established. The difference between the cycles is in the theoretical range, the efficiency of the engine depends on other factors.

Dies beschreibt im Kurzen den Stand der Technik.This briefly describes the state of the art.

Hier wird der Aufbau eines Hubkolbenmotors vorgeschlagen der nach dem Atkinson-Prinzip innerhalb einer Kurbelwellenumdrehung zwei verschiedene Hubhöhen nat. Die zwei verschiedenen Hubbewegungen des Kolbens werden ohne Einführung von zusätzlichen schwingenden Teilen erzielt. In der Deutschen Patentschrift 10 2009 038 061 ist das Planetengetriebe für eine Doppelkurbel beschrieben. Die Doppelkurbel wird aus zwei Kurbeln dem gleichen Radius zusammengebaut, und zwar so, dass „Kopf” der Innenkurbel als Drehachse für die Außenkurbel dient. Die Rotation der Innenkurbel bewirkt mittels eines Getriebes die Rotation der Außenkurbel in die Gegenrichtung mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit, wodurch lineare harmonische Schwingungen des Zapfens der Außenkurbel entstehen. Die Hubbewegung des Zapfens wird mit Hilfe einer Stange auf den Kolben übertragen, der sich im Zylinder axial bewegt ohne mit einer Querkraft auf die Zylinderwand zu wirken. Die Forderungen über die gleiche Winkelgeschwindigkeit und den gleichen Radius der beiden Kurbeln dienen ausschließlich dem Zweck um die lineare Hubbewegung des Zapfens der Außenkurbel zu erzeugen. Hebt man diese Forderungen auf, dann lassen sich mit Hilfe der Doppelkurbel andere Bewegungsprofile erzeugen. Für den Atkinson-Motor definieren wir die Doppelkurbel wie folgt: Die Doppelkurbel wird aus zwei Kurbeln zusammengebaut, und zwar so, dass „Kopf” der Innenkurbel als Drehachse für die Außenkurbel dient. Die Rotation der Innenkurbel bewirkt mittels eines Getriebes die Rotation der Außenkurbel in die Gegenrichtung mit der zweifachen Winkelgeschwindigkeit.Here, the construction of a reciprocating engine is proposed, the nat according to the Atkinson principle within a crankshaft revolution two different lift heights. The two different strokes of the piston are achieved without the introduction of additional oscillating parts. In the German Patent 10 2009 038 061 is the planetary gear described for a double crank. The double crank is built from two cranks of the same radius, in such a way that "head" of the inner crank serves as an axis of rotation for the outer crank. The rotation of the inner crank causes by means of a gearbox, the rotation of the outer crank in the opposite direction at the same angular velocity, whereby linear harmonic oscillations of the pin of the outer crank arise. The lifting movement of the pin is transmitted by means of a rod to the piston, which moves axially in the cylinder without acting with a transverse force on the cylinder wall. The demands on the same angular velocity and the same radius of the two cranks are for the sole purpose of generating the linear stroke of the pin of the outer crank. If one lifts these requirements, then with the help of the double crank other motion profiles can be generated. For the Atkinson engine we define the double crank as follows: The double crank is assembled from two cranks, in such a way that "head" of the inner crank serves as an axis of rotation for the outer crank. The rotation of the inner crank causes by means of a gearbox, the rotation of the outer crank in the opposite direction at twice the angular velocity.

Das Bewegungsprofil des Zapfens der Außenkurbel ist auf den bis dargestellt. Alle Abbildungen sind Maßstabgetreu gezeichnet. Um die Achse (O) auf der (von a bis f) rotiert die Innenkurbel (r), dessen „Kopf” (Or) sich im Kreis bewegt. Der Kreis ist mit dünnen kreisförmigen Punkten in einem Winkelschritt α = 6° markiert. Der Radius (r) ist 30 mm gewählt. Im Punkt (Or) ist die Außenkurbel (ra) gelagert, dessen Radius 54 mm beträgt. Der Punkt (Ox) ist der Startpunkt der Innenkurbel (r) beim Drehwinkel α = 0°. Der Punkt (Oo) ist der Startpunkt des Zapfens (Oa) der Außenkurbel (ra) beim Drehwinkel der Innenkurbel (r) α = 0°. Die Außenkurbel (ra) rotiert um den Punkt (Or) in die Gegenrichtung zur Innenkurbel (r) mit dessen zweifachen Winkelgeschwindigkeit. Der Zapfen (Oa) bewegt sich auf einer geschlossenen Laufbahn, die mit fetten kreisförmigen Punkten markiert ist; jeder der Punkte entspricht einem Punkt auf dem Bewegungskreis des „Kopfes” (Or) der Innenkurbel (r) im Winkelschritt α = 6°. Die Umlaufrichtung des Zapfens (Oa) auf seiner Laufbahn ist mit Pfeilen gezeigt. Die Laufbahn des Zapfens (Oa) weißt drei Symmetrieachsen auf. Jede der Symmetrieachsen ist mit Hilfe eines Pleuels für die Hubbewegung eines Kolbens geeignet. Es bietet sich quasi „von selbst” ein Dreizylinder Sternmotor an. Auf den (von a bis f) ist ein Zylinder entlang einer Symmetrieachse gezeigt. Der Kolben (K) wird mit Hilfe des Pleuels (Pl) zur Hubbewegung gebracht.The movement profile of the pin of the outer crank is on the to shown. All illustrations are drawn to scale. To the axis (O) on the (from a to f) rotates the inner crank (r), whose "head" (O r ) moves in a circle. The circle is marked with thin circular points at an angle α = 6 °. The radius (r) is 30 mm. In the point (O r ), the outer crank (r a ) is mounted, whose radius is 54 mm. The point (O x ) is the starting point of the inner crank (r) at the rotation angle α = 0 °. The point (O o ) is the starting point of the pin (O a ) of the Outside crank (r a ) at the angle of rotation of the inner crank (r) α = 0 °. The outer crank (r a ) rotates around the point (O r ) in the opposite direction to the inner crank (r) with its double angular velocity. The pin (O a ) moves on a closed track marked with bold circular dots; each of the points corresponds to a point on the circle of movement of the "head" (O r ) of the inner crank (r) in the angular step α = 6 °. The direction of rotation of the pin (O a ) on its career is shown by arrows. The raceway of the pin (O a ) has three symmetry axes. Each of the symmetry axes is suitable for the stroke movement of a piston with the aid of a connecting rod. It offers a quasi "by itself" a three-cylinder radial engine. On the (from a to f) a cylinder is shown along an axis of symmetry. The piston (K) is brought to the stroke movement by means of the connecting rod (Pl).

Die Hubbewegung des Kolbens (K) hat einen Oberen Totpunkt (OT) und zwei Unteren Totpunkte (UTkom) und (UTexp) die auf den (von a bis f) markiert sind. Die Lage dieser Punkte lässt ändern durch das variieren der Größen der Innen- und Außenkurbel. Bei der Bewegung des Kolbens (K) von dem Unteren Komprimierungs-Totpunkt (UTkom) bis zum Oberen Totpunkt (OT) erfolgt der Komprimierungstakt (bzw. Verdichtungstakt); darauffolgender Expansionstakt (bzw. Arbeitstakt) erfolgt bei der Bewegung des Kolbens (K) vom Oberen Totpunkt (OT) bis zum Unteren Expansions-Totpunkt (UTexp).The stroke of the piston (K) has one top dead center (OT) and two bottom dead centers (UT kom ) and (UT exp ) (from a to f) are marked. The location of these points can be changed by varying the sizes of the inner and outer crank. During the movement of the piston (K) from the lower compression dead center (UT kom ) to the top dead center (OT), the compression stroke (or compression stroke) takes place; subsequent expansion stroke (or stroke) takes place during the movement of the piston (K) from the top dead center (TDC) to the bottom expansion dead center (UT exp ).

Auf der ist die Lage des Kolbens (K) beim Drehwinkel der Innenkurbel (r) α = 30° gezeigt. Der Kolben (K) hat den Unteren Komprimierungs-Totpunkt (UTkom) verlassen; es erfolgt der Komprimierungstakt.On the is the position of the piston (K) at the rotation angle of the inner crank (r) α = 30 ° shown. The piston (K) has left the lower compression dead center (UT kom ); there is the compression stroke.

Auf der ist die Lage des Kolbens (K) beim Drehwinkel der Innenkurbel (r) α = 60° gezeigt. Der Kolben (K) befindet sich auf dem weg zum Oberen Totpunkt (OT); der Komprimierungstakt dauert an.On the is the position of the piston (K) at the rotation angle of the inner crank (r) α = 60 ° shown. The piston (K) is on the way to top dead center (TDC); the compression stroke continues.

Auf der ist die Lage des Kolbens (K) beim Drehwinkel der Innenkurbel (r) α = 87° gezeigt. Der Kolben (K) hat den Oberen Totpunkt (OT) erreicht; der Komprimierungstakt ist beendet.On the is the position of the piston (K) at the rotation angle of the inner crank (r) α = 87 ° shown. The piston (K) has reached top dead center (TDC); the compression stroke is finished.

Auf der ist die Lage des Kolbens (K) beim Drehwinkel der Innenkurbel (r) α = 114° gezeigt. Der Kolben (K) hat den Oberen Totpunkt (OT) verlassen; es erfolgt der Expansionstakt (bzw. Arbeitstakt).On the is the position of the piston (K) at the rotation angle of the inner crank (r) α = 114 ° shown. The piston (K) has left the top dead center (TDC); there is the expansion stroke (or power stroke).

Auf der ist die Lage des Kolbens (K) beim Drehwinkel der Innenkurbel (r) α = 150° gezeigt. Der Kolben (K) hat den Unteren Komprimierungs-Totpunkt (UTkom) passiert und befindet sich auf dem weg zum Unteren Expansion-Totpunkt (UTexp); der Expansionstakt dauert an.On the is the position of the piston (K) at the rotation angle of the inner crank (r) α = 150 ° shown. The piston (K) has passed the Lower Compression Dead Center (UT kom ) and is on its way to Lower Expansion Dead Center (UT exp ); the expansion stroke continues.

Auf der ist die Lage des Kolbens (K) beim Drehwinkel der Innenkurbel (r) α = 180° gezeigt. Der Kolben (K) hat den Unteren Expansions-Totpunkt (UTexp) erreicht; der Expansionstakt ist beendet.On the is the position of the piston (K) at the rotation angle of the inner crank (r) α = 180 ° shown. The piston (K) has reached the lower expansion dead center (UT exp ); the expansion stroke is over.

Die Hubbewegung des Kolbens (K) innerhalb einer Umdrehung der Innenkurbel (r) ist im Diagramm auf der dargestellt. Auf der horizontalen Achse sind die Werte vom Drehwinkel α gezeigt. Die vertikale Achse zeigt den Abstand des Kolbens von der Drehachse (O) in mm. Die kreisförmige Punkte im Diagramm markieren den Kolbenhub im Winkelschritt α = 6°; jeder der Punkte entspricht einem Punkt auf dem Bewegungskreis des „Kopfes” (Or) der Innenkurbel (r) auf der (von a bis f). Auf dem Diagramm ist abzulesen, dass im Intervall des Drehwinkels α von 0° bis 87° erfolgt der Komprimierungstakt; von 87° bis 180° erfolgt der Expansionstakt (bzw. Arbeitstakt); von 180° bis 273° erfolgt der Auspufftakt; von 273° bis 360° erfolgt der Ansaugtakt. Somit werden die vier Takte des Kreisprozesses innerhalb einer Kurbelwellenumdrehung durchgeführt, wie es bei dem konventionellen Atkinson-Motor der Fall ist. Dabei werden keine zusätzlichen schwingenden Teile eingesetzt; die Hubbewegung des Kolbens wird mit Hilfe eines üblichen Pleuels erzielt.The stroke movement of the piston (K) within one revolution of the inner crank (r) is shown in the diagram on shown. On the horizontal axis, the values of the rotation angle α are shown. The vertical axis shows the distance of the piston from the axis of rotation (O) in mm. The circular points in the diagram mark the piston stroke at an angle α = 6 °; each of the points corresponds to a point on the circle of movement of the "head" (O r ) of the inner crank (r) on the (from a to f). It can be seen on the diagram that in the interval of the rotation angle α from 0 ° to 87 °, the compression stroke takes place; from 87 ° to 180 °, the expansion stroke (or power stroke) takes place; from 180 ° to 273 °, the exhaust stroke takes place; from 273 ° to 360 °, the intake stroke takes place. Thus, the four cycles of the cyclic process are performed within one crankshaft revolution, as is the case with the conventional Atkinson engine. No additional oscillating parts are used; the stroke of the piston is achieved by means of a standard connecting rod.

Das Planetengetriebe, das die Innen- und Außenkurbel miteinander verknüpft, ist auf der dargestellt. Der Drehwinkel der Innenkurbel (r) α = 30°, was der entspricht. Der Aufbau des Getriebes ist ähnlich dem Getriebe in der Patentschrift DE 10 2009 038 061 . In der Schrift DE 10 2009 038 061 sind Planetengetrieben mit vier und sechs Planetenzahnräder dargestellt, die für große Motoren gedacht sind, um das große Drehmoment auf mehrere Zahnräder zu verteilen. Auf der ist das Planetengetriebe mit drei Planetenzahnrädern dargestellt. Für kleinere Motoren wird eventuell ein Getriebe mit zwei Planetenzahnrädern genügend sein.The planetary gear, which links the inner and outer crank, is on the shown. The rotation angle of the inner crank (r) α = 30 °, which is the equivalent. The structure of the transmission is similar to the transmission in the patent DE 10 2009 038 061 , In Scripture DE 10 2009 038 061 are planetary gears with four and six planetary gears, which are intended for large engines, to distribute the large torque to several gears. On the the planetary gear is shown with three planetary gears. For smaller engines, a gear with two planetary gears may be sufficient.

Auf der ist mit besonders fetten Linien ein Rahmen gezeigt, der um die Achse (O) rotiert. Im Punkt (Or) des Rahmens ist das Zahnrad (Ba) gelagert, das auf der im Vordergrund gezeigt ist. Der Abstand (O – Or) bildet die Innenkurbel (r). Auf der Seitenfläche des Zahnrades (Ba) ist im Punkt (Oa) ein Zapfen befestigt. Der Abstand (Or – Oa) bildet die Außenkurbel (ra). Das Zahnrad (Ba) wird von den Planetenzahnrädern (V, N1, N2) getrieben, die entsprechend in Punkten (C, D1, D2) des Rahmens gelagert sind. Das Drehmoment bekommen die Räder (V, N1, N2) entsprechend von den Planetenzahnräder (U, P1, P2), die im Hintergrund gezeigt sind. Die festen Paare (V – U), (N1 – P1), (N2 – P2) sind je an einer Welle befestigt, bzw. diese Paare können eventuell als ein Teil gefräst sein. Das Zahnrad (U) wälzt sich am Zahnrad (S) ab. Die Zahnräder (P1, P2) wälzen sich am Zahnrad (Q) ab. Die Zahnräder (S, Q) sind im Hintergrund am Gehäuse befestigt, das auf der nicht gezeigt ist.On the is shown with particularly bold lines a frame that rotates about the axis (O). In the point (O r ) of the frame, the gear (B a ) is mounted, which on the shown in the foreground. The distance (O - O r ) forms the inner crank (r). On the side surface of the gear (B a ) at the point (O a ) a pin is attached. The distance (O r - O a ) forms the outer crank (r a ). The gear (B a ) is driven by the planetary gears (V, N 1 , N 2 ), which are respectively stored in points (C, D 1 , D 2 ) of the frame. The torque is given to the wheels (V, N 1 , N 2 ) correspondingly by the planetary gears (U, P 1 , P 2 ) shown in the background. The fixed pairs (V - U), (N 1 - P 1 ), (N 2 - P 2 ) are each attached to a shaft, or these pairs may possibly be milled as one part. The gear (U) rolls on the gear (S). The gears (P 1 , P 2 ) roll on the gear (Q). The gears (S, Q) are in the background attached to the case, which is on the not shown.

Damit das Zahnrad (Ba) in die Gegenrichtung zum Rahmen, in dem es gelagert ist, mit der zweifachen dessen Winkelgeschwindigkeit rotiert, sind die richtige Zähneverhältnisse aller Zahnräder erforderlich. Für die Zahnräder auf der sind die folgenden Zähnezahlen gewählt: (U) = 10, (V) = 30, (S) = 40, (Ba) = 40, (Q) = 65, (P1, P2) = 13, (N1, N2) = 24. Für alle Zahnräder ist das Modul mm festgelegt. Die ist Maßstabgetreu gezeichnet.Thus, the gear (B a ) rotates in the opposite direction to the frame in which it is stored, with twice its angular velocity, the correct tooth ratios of all gears are required. For the gears on the the following numbers of teeth are chosen: (U) = 10, (V) = 30, (S) = 40, (B a ) = 40, (Q) = 65, (P 1 , P 2 ) = 13, (N 1 , N 2 ) = 24. For all gears the module mm is fixed. The is drawn to scale.

Durch die Auswahl der Planetenzahnräder verschiedener Größe soll das Auswuchten des Motors erleichtert werden. Im Falle eines symmetrisch aufgebauten Dreizylinder Sternmotors soll das Auswuchten einfacher ausfallen. Die rotierenden Planetenzahnräder speichern kinetische Energie wodurch der Motor eventuell ohne Schwungrad auskommen kann.By selecting the planet gears of different sizes, the balancing of the engine should be facilitated. In the case of a symmetrically constructed three-cylinder radial engine balancing should be easier. The rotating planetary gears store kinetic energy which may cause the engine to fly without a flywheel.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009038061 [0005, 0015, 0015] DE 102009038061 [0005, 0015, 0015]

Claims (1)

Das Doppelkurbel-Planetengetriebe für den Atkinson-Motor, das mit Hilfe eines üblichen Pleuels ohne zu einsetzen zusätzlichen schwingenden Teile die zwei verschiedenen Hubhöhen des Kolbens innerhalb einer Kurbelwellenumdrehung gewährleistet, dadurch gekennzeichnet, – dass in einem um die Achse (O) rotierenden Rahmen in einem Punkt (Or) im Abstand (r) zur Achse (O) ein Zahnrad (Ba) gelagert ist, der Hebel (OOr) bildet die Innenkurbel des Doppelkurbel-Planetengetriebes; – dass in einem Punkt (Oa) im Abstand (ra) zur Drehachse (Or) des Zahnrades (Ba) auf dessen Seitenfläche ein Zapfen für das Pleuellager befestigt ist, der Hebel (OrOa) bildet die Außenkurbel des Doppelkurbel-Planetengetriebes; – dass mit Hilfe einiger im selben Rahmen gelagerten Planetenzahnräder das Zahnrad (Ba) zur Rotation in die Gegenrichtung zum rotierenden Rahmen mit dessen zweifachen Winkelgeschwindigkeit gebracht wird; – dass durch die Zusammenwirkung der kreisförmigen Bewegung des Zahnrades (Ba) in einem um die Achse (O) rotierenden Rahmen und die gleichzeitige Rotation des Zahnrades (Ba) um die eigene Achse (Or) sich der Zapfen auf seiner Seitenfläche auf Einer geschlossenen Laufbahn bewegt, die drei Symmetrieachsen aufweist; – und dass alle drei Symmetrieachsen mit Hilfe jeweils eines Pleuels für die Hubbewegung des Kolbens mit zwei verschiedenen Hubhöhen innerhalb einer Umdrehung des Rahmens geeignet sind.The double-crank planetary gear for the Atkinson engine, which ensures the two different lift heights of the piston within a crankshaft revolution using a standard connecting rod without additional oscillating parts, characterized in that in a frame rotating about the axis (O) in one Point (O r ) at a distance (r) to the axis (O) a gear (B a ) is mounted, the lever (OO r ) forms the inner crank of the double-crank planetary gear; - That at a point (O a ) at a distance (r a ) to the axis of rotation (O r ) of the gear (B a ) on the side surface of a pin for the connecting rod bearing is fixed, the lever (O r O a ) forms the outer crank of the double crank planetary gear; - That with the help of some mounted in the same frame planet gears, the gear (B a ) is brought to rotate in the opposite direction to the rotating frame with its double angular velocity; - That by the interaction of the circular movement of the gear (B a ) in a about the axis (O) rotating frame and the simultaneous rotation of the gear (B a ) about its own axis (O r ), the pin on its side surface on a moved closed track, having three axes of symmetry; - And that all three axes of symmetry with the help of a respective connecting rod for the lifting movement of the piston with two different lift heights within a revolution of the frame are suitable.
DE102015002385.3A 2015-02-25 2015-02-25 Twin crank planetary gear for Atkinson engine Pending DE102015002385A1 (en)

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